專利名稱：過渡艙多參數(shù)傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及儀器技術領域，尤其涉及一種煤礦和非煤礦山井下移動救生艙 (或固定避難硐室)的過渡艙多參數(shù)傳感器。
背景技術：
目前，在煤礦和非煤礦山領域應用比較廣泛的甲烷(CH4)傳感器、一氧化碳(CO) 傳感器、二氧化碳(CO2)傳感器、氧氣(O2)傳感器都是獨立傳感器，每個傳感器裝置測量一種氣體濃度，具備LED顯示和通信串口，在該領域的安全監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)揮了巨大作用。然而，在煤礦和非煤礦山井下緊急避險系統(tǒng)中起重要作用的移動救生艙和固定避難硐室中應用就存在以下問題1、多個傳感器需在有限空間里合理安裝，成本高。2、傳感器接口數(shù)量多，功耗大。3、傳感器的測量精度和可靠性低。因此，如何創(chuàng)設一種過渡艙多參數(shù)傳感器(測量CO、CO2, CH4, O2)，且能減少體積、 減輕重量、安裝維護及校準方便、雙處理器工作、串口傳輸數(shù)據(jù)、穩(wěn)定精確的測量精度和高的可靠性，實屬當前重要研發(fā)課題之一，亦成為當前業(yè)界極需改進的目標。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于，提供一種過渡艙多參數(shù)傳感器，可利用一個多參數(shù)傳感器測量CO、CO2, CH4, O2濃度，解決單個傳感器體積較大、重量較重、接口多和功耗大的缺點， 同時安裝維護和校準方便，確保測量精度和可靠性。本實用新型的目的及解決其技術問題是采用以下的技術方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本實用新型提出的一種過渡艙多參數(shù)傳感器，其包括多個傳感器，分別采集CO、CO2, CH4, O2的濃度數(shù)據(jù)；微弱信號放大處理模塊，其電性連接于所述多個傳感器，并對所述多個傳感器采集的CO、CO2、CH4、O2濃度數(shù)據(jù)進行放大處理；主從式雙處理模塊，由主處理器和從處理器組成，所述主從式雙處理模塊通過接口連接于所述微弱信號放大處理模塊，所述主從式雙處理模塊接收經(jīng)所述微弱信號放大處理模塊放大的CO、CO2, CH4, O2濃度數(shù)據(jù)并進行處理；通信模塊，其通過接口與所述主從式雙處理模塊連接，所述通信模塊接收經(jīng)所述主從式雙處理模塊處理后的CO、CO2、CH4、O2濃度數(shù)據(jù)；顯示模塊，其通過接口與所述主從式雙處理模塊連接，所述顯示模塊接收所述主從式雙處理模塊發(fā)送的指令并顯示；校準模塊，其通過接口與所述主從式雙處理模塊連接，所述校準模塊校準所述多個傳感器和所述微弱信號放大處理模塊；以及外殼結(jié)構(gòu)。本實用新型的目的以及解決其技術問題還可以采用以下的技術措施來進一步實現(xiàn)。前述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其中所述傳感器分別為CO傳感器、CO2傳感器、CH4傳
感器、O2傳感器。[0011]前述的過渡艙多參數(shù) 傳感器，其中所述多個傳感器和所述微弱信號放大處理模塊集成于一個電路板上。前述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其中所述通信模塊具備RS232/RS485串口、CAN總線接口。前述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其中所述顯示模塊為IXD顯示屏。前述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其中所述顯示模塊和外殼結(jié)構(gòu)均為防爆結(jié)構(gòu)。前述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其中所述顯示模塊的校準方式為在線校準。前述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其中所述校準方式還可為脫機校準。本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術方案，本實用新型過度艙多參數(shù)傳感器至少具有下列優(yōu)點及有益效果1、將四種(CO、CO2, CH4, O2)不同檢測原理的傳感器和微弱信號放大處理模塊集成在一個電路板上，成為過渡艙多參數(shù)傳感器的核心部件，通過接口和主從式處理模塊連接后，配合顯示模塊、通信模塊和校準模塊組成測量參數(shù)多、精度高、重量輕、體積小、功耗低、 易安裝的過渡艙多參數(shù)傳感器。2、利用在線和脫機校準方式，保障過渡艙多參數(shù)傳感器的測量精度準確穩(wěn)定。3、主從式處理模塊提高了過渡艙多參數(shù)傳感器的可靠性和使用壽命。4、顯示模塊和外殼結(jié)構(gòu)具有防爆功能，其串口數(shù)據(jù)通信的抗干擾性能保障了井下惡劣環(huán)境中數(shù)據(jù)采集和傳輸。上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。

圖1為本實用新型過渡艙多參數(shù)傳感器的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實用新型過渡艙多參數(shù)傳感器的工作流程圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本實用新型為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的過度艙多參數(shù)傳感器其具體實施方式
、 結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的過度艙多參數(shù)傳感器其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。請參閱圖1所示，為本發(fā)明過渡艙多參數(shù)傳感器的結(jié)構(gòu)圖，過渡艙多參數(shù)傳感器包括多個傳感器1、微弱信號放大處理模塊2、主從式處理模塊3、通信模塊4、顯示模塊5、 校準模塊6以及外殼結(jié)構(gòu)(圖中未示出)，在本發(fā)明中，過渡艙也可稱為過渡室。上述的多個傳感器1分別為CO傳感器11、C02傳感器12、CH4傳感器13、02傳感器 14，多個傳感器1采集CO、CO2, CH4, O2濃度數(shù)據(jù)的傳感器，并電性連接于微弱信號放大處理模塊2，它與微弱信號放大處理模塊2集成于一個電路板上，設置于一個金屬盒中，成為過渡艙多參數(shù)傳感器的核心部件，經(jīng)傳感器1采集的CO、CO2、CH4、O2濃度數(shù)據(jù)送入微弱信號放大處理模塊2進行放大。上述的主從式處理模塊3，通過接口與微弱信號放大處理模塊2連接，接收經(jīng)微弱信號放大處理模塊2放大的CO、CO2, CH4, O2濃度數(shù)據(jù)并進行采用、數(shù)字濾波和數(shù)據(jù)處理，主從式處理模塊3由主處理器31和從處理器32組成，主處理器31和從處理器32都嵌入了操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集應用軟件，在本發(fā)明工作時，一般情況下由主處理器31工作，從處理器32對主處理器31進行心跳檢測，如發(fā)現(xiàn)主處理器31故障則從處理器32取代主處理器 31工作。此外，主處理器31和從處理器32都有看門狗管理功能，在此主從式處理模塊2解決了在惡劣環(huán)境下若一個處理器出現(xiàn)故障則另一個處理器繼續(xù)進行工作的問題。上述的通信模塊4，通過接口與主從式處理模 塊3連接，接收經(jīng)主從式處理模塊3 利用操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集應用軟件進行處理后的CO、CO2, CH4, O2濃度數(shù)據(jù)，在本發(fā)明中，通信模塊4具備RS232/RS485串口、CAN總線接口，當上位計算機要求獲取數(shù)據(jù)命令時，通信模塊4按規(guī)定協(xié)議將接收的CO、C02、CH4、02濃度數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔挥嬎銠C，即通過RS232/ RS485串口、CAN總線接口傳輸?shù)揭苿泳壬摶蚬潭ū茈y硐室的監(jiān)測控制系統(tǒng)。上述的顯示模塊5，通過接口與主式從處理模塊3連接，在本發(fā)明中，顯示模塊5 可為LCD顯示屏，用于接收主從式處理模塊3發(fā)送的指令并顯示，具體為可全屏/單獨顯示 CO、CO2, CH4, O2濃度數(shù)值以及校準過程信息。上述的校準模塊6，通過接口與主從式處理模塊3連接，用于校準多個傳感器1和微弱信號放大處理模塊2，在本發(fā)明中，過渡艙多參數(shù)傳感器可以在線校準，也可脫機校準， 在線校準時，校準模塊6通過紅外遙控器輔助對CO、CO2, CH4, O2分別先用氮氣校正零點，然后再用CO、CO2, CH4, O2標準氣校準量程，同時還校準微弱信號放大處理模塊2的電路參數(shù)； 脫機校準時，操作人員先將多個傳感器1和微弱信號放大處理模塊2集成于一個金屬盒中從過渡艙多參數(shù)傳感器里取出，放到專門的校準設備中，利用紅外遙控器對多個傳感器發(fā)出命令進行相關校準操作，人工給CO、CO2, CH4, O2傳感器接入氮氣后發(fā)出校零命令，校零完成進行校量程，人工給C0、C02、CH4、02傳感器接入C0、C02、CH4、02標準氣后發(fā)出校量程命令， 直到校準過程結(jié)束，還可校準微弱信號放大處理模塊2的電路參數(shù)。上述的外殼結(jié)構(gòu)和IXD顯示屏均為防爆結(jié)構(gòu)。請參閱圖2所示，為本發(fā)明過渡艙多參數(shù)傳感器的工作流程圖，具體工作過程如下Si.過渡艙多參數(shù)傳感器開機，系統(tǒng)初始化OXD顯示、通信串口、開關量和模擬量接口)；S2.多個傳感器采集CO、CO2, CH4, O2濃度數(shù)據(jù)；S3.主從式處理模塊利用操作系統(tǒng)和采集數(shù)據(jù)軟件對經(jīng)微弱信號放大處理模塊放大后的CO、CO2, CH4, O2濃度數(shù)據(jù)進行采用、數(shù)字濾波和數(shù)據(jù)處理后，發(fā)送給顯示模塊和通訊模塊，IXD顯示屏顯示實測CO、CO2, CH4, O2濃度數(shù)值，若通信模塊接收到上位計算機獲取數(shù)據(jù)命令，則把CO、CO2, CH4, O2濃度數(shù)據(jù)按指定的通信協(xié)議傳輸?shù)缴衔挥嬎銠C；S4.判讀是否有校準請求命令，若沒有則轉(zhuǎn)到S2執(zhí)行；若有則進一步判斷校準方式？若為脫機校準轉(zhuǎn)到S5，在線校準轉(zhuǎn)到S6 ；S5.關機，卸下需校準的多個傳感器和微弱信號放大處理模塊集成的電路板，換上已校準好的多個傳感器和微弱信號放大處理模塊集成的電路板；重新工作轉(zhuǎn)到Si。S6.操作人員利用紅外遙控器對CO、CO2, CH4, O2傳感器發(fā)出命令進行相關校準操作，人工給0)、0)2、014、02傳感器接入氮氣后發(fā)出校零命令，校零完成進行校量程，LCD顯示相關數(shù)據(jù)；S7.人工給C0、C02、CH4、02傳感器接入標準氣后發(fā)出校量程命令，直到校準過程結(jié)束，IXD顯示相關數(shù)據(jù)；S8.校準微弱信號放大處理電路參數(shù)；S9.完成后關機；重新工作轉(zhuǎn)到Si。
歸納上述，本發(fā)明過渡艙多參數(shù)傳感器，可獲得下述的功效及優(yōu)點1、將四種(CO、CO2, CH4, O2)不同檢測原理的傳感器和微弱信號放大處理模塊集成在一個電路板上，成為過渡艙多參數(shù)傳感器的核心部件，通過接口和主從式處理模塊連接后，配合顯示模塊、通信模塊和校準模塊組成測量參數(shù)多、精度高、重量輕、體積小、功耗低、 易安裝的過渡艙多參數(shù)傳感器。2、利用在線和脫機校準方式，保障過渡艙多參數(shù)傳感器的測量精度準確穩(wěn)定。3、主從式處理模塊提高了過渡艙多參數(shù)傳感器的可靠性和使用壽命。4、顯示模塊和外殼結(jié)構(gòu)具有防爆功能，其串口數(shù)據(jù)通信的抗干擾性能保障了井下惡劣環(huán)境中數(shù)據(jù)采集和傳輸。本發(fā)明過渡艙多參數(shù)傳感器可在煤礦和非煤礦山井下移動救生艙(或固定避難硐室)過渡艙(或過渡室)中實時采集CO、CO2、CH4、O2濃度數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)揭苿泳壬?或固定避難硐室)的監(jiān)測控制系統(tǒng)(即上位計算機)，其在線和脫機校準方式能保持高的測量精度和穩(wěn)定性，雙處理器工作方式保障了過渡艙(或過渡室)多參數(shù)傳感器的可靠性，其通信抗干擾性能和結(jié)構(gòu)的防爆性能確保該裝置在煤礦和非煤礦山井下緊急避險系統(tǒng)的應用， 具有良好的發(fā)展空間。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術人員在不脫離本實用新型技術方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種過渡艙多參數(shù)傳感器，其特征在于其包括多個傳感器，分別采集CO、CO2, CH4, O2的濃度數(shù)據(jù)；微弱信號放大處理模塊，其電性連接于所述多個傳感器，并對所述多個傳感器采集的 CO、CO2, CH4, O2濃度數(shù)據(jù)進行放大處理；主從式雙處理模塊，由主處理器和從處理器組成，所述主從式雙處理模塊通過接口連接于所述微弱信號放大處理模塊，所述主從式雙處理模塊接收經(jīng)所述微弱信號放大處理模塊放大的CO、CO2, CH4, O2濃度數(shù)據(jù)并進行處理；通信模塊，其通過接口與所述主從式雙處理模塊連接，所述通信模塊接收經(jīng)所述主從式雙處理模塊處理后的CO、CO2, CH4, O2濃度數(shù)據(jù)；顯示模塊，其通過接口與所述主從式雙處理模塊連接，所述顯示模塊接收所述主從式雙處理模塊發(fā)送的指令并顯示；校準模塊，其通過接口與所述主從式雙處理模塊連接，所述校準模塊校準所述多個傳感器和所述微弱信號放大處理模塊；以及外殼結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其特征在于其中所述傳感器分別為CO 傳感器、CO2傳感器、CH4傳感器、O2傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其特征在于其中所述多個傳感器和所述微弱信號放大處理模塊集成于一個電路板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其特征在于其中所述通信模塊具備 RS232/RS485 串口、CAN 總線接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其特征在于其中所述顯示模塊為LCD 顯示屏。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其特征在于其中所述顯示模塊和外殼結(jié)構(gòu)均為防爆結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其特征在于其中所述顯示模塊的校準方式為在線校準。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其特征在于其中所述校準方式還可為脫機校準。
專利摘要本實用新型是有關一種過渡艙多參數(shù)傳感器，包括多個傳感器、微弱信號放大處理模塊、主從式處理模塊、通信模塊、顯示模塊、校準模塊以及外殼結(jié)構(gòu)。本實用新型可安裝在過渡艙內(nèi)，實時采集艙內(nèi)CO、CO2、CH4、O2氣體濃度數(shù)據(jù)，通過RS232/RS485串口、CAN總線接口傳輸?shù)揭苿泳壬摵凸潭ū茈y硐室的監(jiān)測控制系統(tǒng)，對多個傳感器的校準有在線校準和脫機校準兩種方式，一次校準CO、CO2、CH4、O2的零點和量程，還可校準微弱信號放大處理電路參數(shù)，主從式處理模塊保障了本實用新型的穩(wěn)定性和可靠性，顯示模塊和防爆結(jié)構(gòu)外殼使操作方便安全。解決了礦山井下移動救生艙在過渡艙有限的空間內(nèi)安裝多個傳感器及數(shù)據(jù)傳輸接口多的問題。
文檔編號G01N27/00GK202092980SQ20112014866
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者武越 申請人:中安金力(北京)安全生產(chǎn)技術研究院